高性能激光成型專用鐵基合金的研制.pdf

1、激光熔覆及快速成型是利用激光能量分別在工件表面形成高性能改進層和直接成型零件的獨特加工方法，是靈活、安全、高效的生產(chǎn)方式。激光熔覆及快速成型采用的材料主要沿用傳統(tǒng)的噴涂系列合金，已不能滿足生產(chǎn)實際的需要，因此研制新型激光熔覆及快速成型專用鐵基合金粉末勢在必行。 本文通過試驗得到一系列高性能激光熔覆及快速成型專用鐵基粉末，不僅解決了熔覆層及成型件的裂紋、氣孔等問題，還大幅度提高了其各項性能，包括抗拉強度、耐磨性、硬度等，滿足了實際

2、生產(chǎn)應(yīng)用的需要。 通過對FeCrCoWCBY2O3合金粉末在低碳鋼表面進行激光熔覆，獲得了高C、B含量的無裂紋熔覆層。熔覆層組織由馬氏體、殘余奧氏體枝晶和枝晶間碳化物組成；硬度比熔覆基體提高3倍多，且硬度最高值不在表層，而在距離表面0．3 mm處；耐磨性相對基體提高接近2倍。 不同Co含量的激光熔覆鐵基合金熔覆層中，組織均由Fe0．64Ni0．36枝晶基體和（Fe，Cr）7（C，B）3枝晶間增強相組成：含Co3wt．%的

3、涂層的枝晶間區(qū)域面積分數(shù)、界面附近的微觀硬度及界面結(jié)合強度比其他兩種涂層分別提高了約5%、55 HV和30MPa；界面斷裂形貌顯示出明顯的撕裂狀，為韌性斷裂。 激光鐵基合金成型薄板的組織由多層具有相同特點的結(jié)構(gòu)組成，每層組織由相互平行且與基板垂直的枝晶及枝晶間化合物組成。Co可以起到固溶強化的作用，隨Co含量的增加，熔層的硬度、剪切強度及拉伸強度均增大，Co含量為4wt．%時拉伸強度最大，達到772．3 MPa。熱處理后，枝晶中

4、的固溶強化作用減弱，各試樣的硬度及強度均下降。在1050℃淬火+600℃回火熱處理后成型件組織得到細化，有新相析出。各試樣的硬度及強度較300℃回火后均有所提高。 Y2O3加入后使得鐵基成型件的顯微組織更加細小，針片狀的碳化物變?yōu)閳A滑的短棒狀。當Y2O3含量為0．7wt．%時，熔層的硬度達到最大值951 HV，熔層的耐磨性最好。激光熔覆鐵基合金的成型性在Fe含量小于95wt．%時較好，F(xiàn)e含量高于95wt．%后越來越差。熔覆層